对于复杂形状大型工件,特别是复杂内腔时砂型铸造适用性最广,甚至对某些低塑性材料是唯一的成形方法。而砂型铸造由于其较慢冷却速度导致铸件组织不均匀缺陷较多,产生较大的残余应力,而铸造残余应力是镁合金铸件力学性能差,甚至失效的重要原因,严重限制了镁合金大型铸件的应用和发展。因此,系统揭示铸造残余应力形成和演化规律对镁合金铸件具有重大意义。同时,残余应力作为影响主要性能的指标,对其精确测量十分必要。稀土镁合金因其高强高耐热等优势作为发展潜力较大的铸造镁合金,限于镁密排六方的晶体结构与某些稀土元素衍射规律尚不清晰,仅凭借传统测试手段难以准确测定。本文旨在利用ProCAST有限元模拟对残余应力进行研究,揭示各因素对残余应力形成和演化的影响规律,并通过反算对参数进行校核,实现残余应力重构。本文通过JmatPro以及ProCAST对高强铸造镁合金Mg-10Gd-2Y-1Zn-0.5Zr进行热力学计算,同时对部分热物性参数进行实验验证。发现弹性模量、泊松比、热膨胀系数等与计算结果符合较好,进行微调增强其准确度;而合金热导率模拟与实际相差较大,因此利用实测数据配合模拟趋向进行调控,从而建立铸造模拟所需该合金热物性数据库。利用不同温度不同应变速率下拉伸真应力-真应变曲线,处理数据并依据软件计算规则对本构方程各弹粘塑性力学参数进行构建。利用粘塑性应力对所建力学参数库进行验证,不同应变速率下各曲线相互独立,且在中温与高温阶段（T＞Tm/3）影响较大,证明所构建Perzyna本构模型的正确性及必要性。使用最小二乘法构建反算数学模型,设计反算浇铸模型,对铸造凝固过程中实际温度曲线与模拟温度曲线进行对比分析,存在较大差异。通过正交试验对传热方程中各因子进行敏感性排序,对强烈影响温度场因子进行逆推优化。正向迭代优化参数获得模拟温度曲线与实际温度曲线,两者符合良好。验证了反算方法的准确性,建立了对热导率、换热系数等难以实时测量参数的模拟逼近方法。最后以小型基座件作为研究对象,通过几何位置、工艺参数两方面探究温度梯度对铸造残余应力分布规律的影响。铸件不同位置温度梯度越大,其残余应力上升越快,并跟随几何位置不断变化,同时还受到铸件构型的影响,增大了残余应力分布的复杂度。浇注温度与速度主要影响缩松、卷气等缺陷,脱模温度主要影响残余应力大小及形变量,一定范围内脱模温度增高,有利于残余应力降低,但尺寸精度下降。薄壁件薄壁位置内部残余应力分布规律与表面相近,即垂直截面方向残余应力几乎为零,主要残余应力方向与薄壁截面平行。